Java中的NoClassDefFoundError报错含义解析

引言

半夜睡得正香的时候，突然接到警告电话，于是翻起身就打卡电脑连上环境查看是什么情况？登录上之后发现有个微服务占用的句柄数量一直在持续上涨，最终导致了微服务内存溢出挂掉了。这个微服务在运行的过程中会建立SSH连接，且之前这个微服务已经遇到过很多次类似的情况了，因此第一反应是哪里建立的连接又没有关闭。

猜肯定是猜不出来的，所以第一步肯定先看下日志里面哪里在报错，然后才好对症下药。打开日志之后，经过一番排查，发现日志里面有个很奇怪的报错，日志里面有打印NoClassDefFoundError。最开始的我对这个错误的理解是不够深刻的，我的第一反应是Class文件找不到了。于是我切换到微服务的路径下，去找这个Class文件，发现文件是存在的。于是我又想，难道是文件的权限不对？我又用了ll命令看了一下文件的权限，发现文件的权限也是对的。这个时候我有点懵了，心想完了，这道题不会呀，老师没教过呀！

没办法，为了保住工作，硬着头皮还是得上。俗话说，源码之下无秘密，只有根据堆栈找到对应的源代码进行分析，看看有什么怀疑点，然后又从网上搜索了一下NoClassDefFoundError报错的含义。经过我的深思熟虑终于发现了问题的所在。

NoClassDefFoundError的报错含义

首先需要了解一下NoClassDefFoundError的报错含义，参考why-am-i-getting-a-noclassdeffounderror-in-java这个帖子：

这段话说：NoClassDefFoundError这个报错说明之前JVM尝试过去加载这个类，但是因为某些原因失败了。现在又要使用到这个类，所以又会触发这个类的加载，但是因为之前加载这个类失败了，所以这次就不会去加载这个类了，而是直接抛出NoClassDefFoundError这个报错。

解析

如果上面这段话不好理解，可以看下面这个例子，这个例子也是来自于上面那个帖子中的回答：

public class NoClassDefFoundError {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 这里尝试new一个对象，会触发SimpleCalculator的第一次加载
            SimpleCalculator calculator1 = new SimpleCalculator();
        } catch (Throwable t) {
            System.out.println(t);
        }
        // 这里又尝试new一个对象，会触发SimpleCalculator的第二次加载
        SimpleCalculator calculator2 = new SimpleCalculator();
    }
​
}
​
class SimpleCalculator {
    // 类加载的时候会初始化这个类变量，这里会抛出一个运行时异常
    static int undefined = 1 / 0;
}

从上面的运行结果可以看到，在代码的第12行抛出了NoClassDefFoundError的报错，这里也是第二次尝试加载这个类的地方。第一次尝试初始化SimpleCalculator 这个类时，因为初始化会初始化 undefined 这个变量，而这个变量在初始化过程中会抛出一个异常，满足了第一次报错的条件，然后第12行尝试第二次初始化这个类，因为第一次已经初始化失败了，这个时候 JVM 就直接抛出NoClassDefFoundError 这个报错，而不是尝试再次去加载这个类。

当然实际的代码不可能会写出这么明显的Bug，我出问题的代码大概是长如下这样：

public class XXXUtils {
    private static final XXXBean bean = SpringContextUtils.getBean(XXXBean.class);
}
​
public class SpringContextUtils {
    public static <T> T getBean(Class<T> clazz) {
        return context.getBean(clazz);
    }
}
​
public class XXXClazz {
    public static void xxxMethod() {
        XXXUtils.xxxMethod();
    }
}
​
public class Session {
    try {
        XXX conn = xxx;
    } finnaly {
        XXXUtils.closeConn(conn);
    }
}

其中的工具类 XXXUtils 实际依赖了 SpringContexUtils 来获取 Bean，也就是依赖 Spring 上下文初始化好。但是实际在服务启动的过程中又触发了 XXXClass 的 xxxMethod 调用了 XXXUtils 的方法，这个时候就会触发 XXXUtils 的类加载，也就会触发它的 bean 变量的初始化，但是由于这个时候 Spring 上下文还没有初始化好，因此调用 SpringContextUtils.getBean() 方法就会抛出异常。在第一次初始化 XXXUtils 失败之后，等到服务正常启动，其它地方再调用 XXXUtils的方法时，就会抛出 NoClassDefFoundError 错误，导致了 XXXUtils 的所有方法都不可用，而正常的SSH连接结束之后，会调用 XXXUtils.closeConn() 方法关闭连接，当然，因为这个时候方法不可用，所以连接也关不掉，最终导致了的句柄数量不断上涨，服务也挂掉了。

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